大豆抵抗SMV侵染过程中微丝与Ca2+对胞间连丝通透性的调节作用

来源 :河北农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:borinz
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本试验采用河北省双高优质大豆品种‘冀豆7号’与大豆花叶病毒(Soybean mosaic virus,SMV)株系N3组成不亲和组合,通过焦锑酸钾沉淀法对互作过程中叶肉细胞胞质钙离子进行了亚细胞定位,采用苯胺蓝染色特异性标记胼胝质,利用RT-PCR对未接种上位叶片进行病毒CP(coat protein,CP)基因检测,并结合稳定或解聚微丝等药物学试验初步探讨了大豆抵抗SMV侵染过程中微丝与Ca2+对胞间连丝通透性的调节作用。主要试验结果如下:  1.给大豆叶片预注射细胞松弛素D(cytochalasin D,CD,一种特异性微丝解聚剂)后再点接种SMV株系N3,利用小分子荧光物质Lucifer Yellow CH(LYCH)为指示剂,在荧光显微镜下观察了胞间连丝通透性的变化。结果显示:预注射CD后,LYCH由叶脉向周围细胞快速大面积扩散,而对照处理中LYCH主要分布在叶脉处,扩散面积明显要小的多,说明CD处理使微丝解聚,进而导致胞间连丝的通透性增加,使得LYCH的胞间转运速度加快。  2.在不亲和组合中分别预注射CD、phalloidin(鬼笔环肽,特异性结合微丝并稳定微丝)以及无菌水(含少量DMSO)后,运用荧光显微镜观察了不同药物处理对胼胝质生成的影响,并对其扩展面积进行了统计。结果发现,预注射药物不影响胼胝质的产生,但影响胼胝质产生的面积,预注射CD与注水对照相比,在点接种周围形成胼胝质的区域明显增大;而预注射鬼笔环肽相较于注水对照,其胼胝质扩展面积则减小。另外,统计了不同处理点接种处的坏死斑面积,发现预注射CD后坏死斑的产生面积比注水对照要大,而预注射鬼笔环肽后坏死斑面积却比注水对照小。这说明药物处理并没有影响胼胝质的生成,只是由于病毒的胞间转运因微丝稳定或解聚而受到抑制或促进,使胼胝质的形成面积和坏死斑的产生面积在不同处理间产生了一定的差别。  3.在不亲和组合中分别预注射CD、phalloidin以及无菌水后,通过RT-PCR技术检测发现,在预注射CD的未接种上位叶中检测到了SMV-CP基因产物,而在预注射水、phalloidin的处理中并未检测到。另外,我们对上位叶进行了表型观察,发现CD处理的上位叶出现明显的坏死斑,而在预注射水、phalloidin的上位叶中未观察到。实验室前期工作表明,胼胝质在胞间连丝颈区的沉积在大豆抵抗大豆花叶病毒侵染过程中起到十分重要的作用,结合上述结果,初步证明,在大豆与SMV不亲和互作过程中,胼胝质和微丝协同作用完成了对病毒胞间转运的阻断,两者缺一不可。  4.利用焦锑酸钾沉淀Ca2+,运用透射电镜观察在不亲和组合中不同时间点Ca2+的生成情况。结果发现在接种SMV株系N3后早期(0-24h),细胞壁上观察到大量胞外钙的产生,之后胞外钙逐渐减少,并有向胞内逐渐转移的趋势。初步证明Ca2+在大豆抵抗SMV侵染过程中是十分重要的信号分子。  5.在不亲和组合中分别预注射EGTA(胞外Ca2+螯合剂)、LaCl3(质膜Ca2+通道抑制剂)、BAPTA-AM(胞内Ca2+螯合剂)以及无菌水后,通过RT-PCR技术检测发现,只在预注射EGTA的未接种上位叶中检测到了SMV-CP基因产物,而在其他处理中并未检测到,进一步证明胞外Ca2+在大豆抵抗SMV侵染过程中起到十分重要的作用。  6.在不亲和组合中分别预注射EGTA、LaCl3、BAPTA-AM以及无菌水后,运用荧光显微镜观察胼胝质的生成情况。统计结果发现,与注水对照相比,预注射EGTA后不同时间点,胼胝质的扩散面积变大;预注射LaCl3、BAPTA-AM的叶片中胼胝质面积相比于对照无明显规律。并且它们的胼胝质生成趋势相同,都是随接种后时间的延长,胼胝质的生成量增多。初步证明大豆在抵抗SMV侵染过程中Ca2+与胼胝质的产生无关,只是螯合胞外Ca2+后,病毒侵染能力增强,胼胝质面积扩大。  7.在大豆叶片中分别预注射CaCl2(外源Ca2+供体)、A23187(Ca2+载体)以及无菌水后,运用荧光显微镜观察胼胝质的生成情况。结果发现,外源提供Ca2+并未诱导胼胝质的产生,进一步证明在大豆抵抗SMV侵染过程中Ca2+与胼胝质的产生无关。
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